#標(biāo)簽#手機(jī),材料,手機(jī)外殼#
導(dǎo)讀：手機(jī)材質(zhì)變換不斷，可謂花樣百出，縱觀iPhone 手機(jī)10年機(jī)殼材質(zhì)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)塑膠、玻璃、金屬都用了個(gè)遍，iPhone 4更是開創(chuàng)了一代手機(jī)材質(zhì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先河，而當(dāng)下所流行的玻璃+金屬機(jī)身更是與iPhone 4的配置一樣，只是2D玻璃變成了2.5D和3D，今天，我們回顧一下iPhone 手機(jī)10年間機(jī)殼材質(zhì)，從性能參數(shù)上深入剖析不同的機(jī)殼材質(zhì)的性能。
”
一、iPhone 手機(jī)10年間機(jī)殼材質(zhì)
圖1 從第一代的iPhone一直到目前的iPhone7plus（圖中數(shù)值代表重量，下面數(shù)值代表尺寸）
第一代iPhone：用的是鋁機(jī)殼的設(shè)計(jì)
iPhone3G與iPhone3GS：背殼用的是塑膠PC的設(shè)計(jì)，前殼是玻璃
iPhone4：前后的2D玻璃與不銹鋼中框
iPhone5：正式開始用鋁的機(jī)殼設(shè)計(jì)，一直延續(xù)到今天。
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中間也嘗試過5C，用一些高質(zhì)感的塑膠處理方式，但是市場(chǎng)不是很接受，因此還是以鋁機(jī)殼為設(shè)計(jì)主流。屏幕尺寸不斷的往大了走，一開始是穩(wěn)定在3.5，接著是4寸，后來(lái)又是4.7與5.5寸。
如下這兩個(gè)表格是iPhone1--iPhone7機(jī)身信息的統(tǒng)計(jì)圖，有很多數(shù)值，有幾個(gè)比較關(guān)鍵的點(diǎn)是iPhone5，2012年6系列的鋁；另外一個(gè)是iPhone6的2.5d玻璃。
另外一部分我們可以看重量這一部分（如圖1，文章第一個(gè)圖片），大家可以看到，在iPhone6plus之前都控制得很好在140克以下，6plus和7plus達(dá)到了170、180克，這一點(diǎn)可能是未來(lái)的一個(gè)挑戰(zhàn)。因?yàn)槿绻鹖Phone8用的是不銹鋼，那么會(huì)更重，那么舒適性就會(huì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
表1：iPhone機(jī)型比較（1）
|
Model |
iPhone |
iPhone 3G |
iPhone 3GS |
iPhone 4 |
iPhone 4S |
iPhone 5 |
iPhone 5s |
|
Launch |
2007/June |
2008/July |
2009/June |
2010/June |
2011/Sep |
2012/Sep |
2013/Sep |
|
Housing Material |
Al |
Plastic |
Plastic |
Glass/SUS |
Glass/SUS |
6 series Al |
6 series Al |
|
Glass type |
2D |
2D |
2D |
2D |
2D |
2D |
2D |
|
Display |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
4 |
4 |
|
Dimension |
115X61X11.6 |
115.5x62.1x12.3 |
115.5x62.1x12.3 |
115.2x58.6x9.3 |
115.2x58.6x9.3 |
123.8x58.6x7.6 |
123.8x58.6x7.6 |
|
Weight |
135 |
133 |
135 |
137 |
140 |
112 |
112 |
|
Battery |
?mAh |
1150mAh |
1230mAh |
1420mAh |
1420mAh |
1440mAh |
1560mAh |
|
CPU |
ARM11 晶片 |
ARM11 晶片 |
ARM11 晶片 |
A4 晶片 |
A5 晶片 |
A6 晶片 |
A7 晶片 |
|
416MHz |
416MHz |
660MHz |
1GHz |
0.8GHz |
1.0GHz |
1.3GHz |
|
|
Camera |
2MP |
2MP |
3MP |
5MP |
8MP |
8MP |
8MP |
表2：iPhone機(jī)型比較（2）
|
iPhone 5C |
iPhone 6 |
iPhone 6 Plus |
iPhone SE |
iPhone 7 |
iPhone 7 plus |
Samsung S8 |
|
2014/Sep |
2014/Sep |
2014/Sep |
2016/Mar |
2016/Sep |
2016/Sep |
2017/Mar |
|
Plastic |
6 series Al |
6 series Al |
6 series Al |
7000 series AL |
7000 series AL |
Glass/ Al |
|
2D |
2.5D |
2.5D |
2D |
2.5D |
2.5D |
3D |
|
4 |
4.7 |
5.5 |
4 |
4.7 |
5.5 |
5.8 |
|
124.4x59.2x8.97 |
138.1x67x6.9 |
158.1x77.8x7.1 |
123.8x58.6x7.6 |
138.3x67.1x7.1 |
158.2x77.9x7.3 |
148.9x68.1x8 |
|
132 |
129 |
172 |
113 |
138 |
188 |
155 |
|
1510mAh |
1810 mAh |
2915mAh |
1642 mAh |
1960mAh |
2910mAh |
3000mAh |
|
A6 晶片 |
A8 晶片 |
A8 晶片 |
A9 晶片 |
A10 fusion 晶片 |
A10 fusion 晶片 |
MSM8998 |
|
1.0GHz |
2.0GHz |
2.0GHz |
1.85GHz |
2.34GHz |
2.34GHz |
2.35GHz |
|
8MP |
8MP |
8MP |
12MP |
12MP |
12MP |
12MP |
這里值得思考的是：與三星s8是5.8寸對(duì)比，用全面屏，但是重量只有155克。如何在大屏的情況下既要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、又要考慮到重量，這時(shí)候單一的金屬不銹鋼是不能解決這個(gè)問題的。
二、不同材質(zhì)的機(jī)殼材料性能的比較分析
現(xiàn)在我們來(lái)看材質(zhì)的特性，常用的有不銹鋼、鋁鈦鎂鋅合金、非晶合金（就是常說的液態(tài)金屬）、鎂鋰合金、玻璃、藍(lán)寶石、陶瓷、碳纖維和PC等。
個(gè)人認(rèn)為，沒有最好的材質(zhì)，只有合適材質(zhì)，因?yàn)槊總€(gè)材質(zhì)有不同的特性。要看這個(gè)材質(zhì)的特性能不能滿足你的要求。這邊列了幾個(gè)不同的特性。
表：材質(zhì)特性表
|
種類 |
金屬 |
其他 |
||||||||||||
|
特性 |
不銹鋼 |
鋁合金 |
鋁合金 |
鈦合金 |
鎂合金 |
鎂合金 |
鋅合金 |
非晶(ZFB) |
Mg-Li |
Glass |
Sapphire |
Ceramic |
Carbon Fiber |
PC |
|
SUS304 |
6061-T6 |
5052 |
6Al4V |
AZ91D |
AZ31B |
ZnAl4 |
Corilla |
ZrO2 |
||||||
|
拉伸強(qiáng)度(MPa) |
645 |
310 |
205 |
895 |
230 |
290 |
315 |
1500 |
200 |
2500 |
||||
|
屈服強(qiáng)度(MPa) |
285 |
276 |
105 |
825 |
160 |
220 |
276 |
/ |
160 |
863 |
690 |
1000 |
1300 |
104 |
|
E彈性系數(shù)(Gpa) |
193 |
69 |
73.2 |
250 |
45 |
45 |
84.3 |
93 |
44 |
65.8 |
470 |
200 |
150 |
6.7 |
|
比強(qiáng)度 |
80 |
115 |
76 |
197 |
127 |
163 |
46 |
221 |
147 |
1515 |
||||
|
密度(g/cm3) |
8.03 |
2.7 |
2.7 |
4.54 |
1.81 |
1.78 |
6.8 |
6.8 |
1.36 |
2.44 |
3.97 |
6 |
1.65 |
1.23 |
|
硬度(維氏) |
200 |
107 |
68 |
349 |
140 |
60 |
85 |
450 |
66 |
550 |
2200 |
1200 |
||
|
熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/Km) |
16.3 |
167 |
137 |
7.1 |
78 |
96 |
105 |
2.9 |
44 |
1 |
41 |
3 |
0.2 |
|
以下幾個(gè)數(shù)值是比較重要的！
1. 彈性系數(shù)
彈性系數(shù)代表輕度越好，像不銹鋼、鈦合金、陶瓷和碳纖維。但是通常對(duì)應(yīng)到強(qiáng)度越好，密度就越高。
2. 密度
大家可以看到，密度在4以上的材質(zhì)對(duì)于大屏幕手機(jī)是一個(gè)負(fù)擔(dān)，比如不銹鋼（鈦還在中間）鋅合金、液態(tài)金屬或nivaflex45，密度高，重量也會(huì)相應(yīng)高。
圖 不同材質(zhì)
3. 比強(qiáng)度
航空領(lǐng)域會(huì)既希望的比強(qiáng)度是，既希望強(qiáng)度高但是又不想要重量過重，就會(huì)看比強(qiáng)度這一項(xiàng)，比強(qiáng)度越高就代表不需要付出太多的重量成本來(lái)得到想要的強(qiáng)度需求。
從比強(qiáng)度的角度來(lái)看，鈦合金或鎂合金都是不錯(cuò)的選擇。而不銹鋼的挑戰(zhàn)就比較大，因此不銹鋼用于結(jié)構(gòu)上面獨(dú)立存在會(huì)受到越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，可能會(huì)需要與其他的金屬做搭配使用。
4. 硬度
通常一些奢華手機(jī)或者一些奢華的裝置會(huì)習(xí)慣性用高硬度的。如果維氏硬度在1千以上，基本上日常使用時(shí)不會(huì)劃傷的。
但是在消費(fèi)電子上面，做到1千以上的很難，比如說陶瓷與藍(lán)寶石維氏硬度可以做到1千以上。其他都比較低。
目前消費(fèi)電子用的最大眾的鋁合金或者是玻璃有一個(gè)特點(diǎn)是，加工的硬度是低的，但是加工完后借由2次強(qiáng)化把硬度拉起來(lái)，所以這兩個(gè)才這么受歡迎，要想要大量生產(chǎn)的話就要符合這一條件，不然就會(huì)為特殊機(jī)種的使用，因?yàn)楦哂捕炔灰准庸ぃ瑑r(jià)格就會(huì)壓不下來(lái)。
5. 材質(zhì)的熱傳遞問題
接下來(lái)全面屏的時(shí)代，不管是前蓋還是背蓋，不只結(jié)構(gòu)的功能，還會(huì)需要考量更多的其他的性質(zhì)，比如說熱傳遞，聲傳遞。
表：材料部位熱度比較
|
Thermal conductivily W/Km |
TP heat point Internal |
Battery cover heat point External |
|
|
SUS |
16.3 |
A+6.4 |
B+1.8 |
|
Mg-Al Alloy |
96 |
A+2.7 |
B+0.6 |
|
Zn Alloy-AG40A |
110 |
A+1.3 |
B+0.1 |
|
AL-6061-T6 |
167 |
A |
B |
圖 不同材質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù)
上圖是熱傳遞的一個(gè)比較，首先以鋁材料為例（鋁的熱傳導(dǎo)系數(shù)最高），測(cè)出來(lái)的TP heat point內(nèi)部溫度假設(shè)為A，那么當(dāng)鋁材料換成其他的如鎂、鋅等材料時(shí)，溫度會(huì)比A要高，尤其是不銹鋼，內(nèi)部溫度會(huì)增加到A+6.4度，那是因?yàn)椴讳P鋼的熱傳導(dǎo)性最差。
因此，從熱傳導(dǎo)系數(shù)來(lái)看，雖然不銹鋼中框結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，但是熱傳導(dǎo)性差，溫度會(huì)容易過高，在選用此材料時(shí)需要找其他方式去解決這個(gè)熱傳遞的問題。
素材來(lái)源于聯(lián)想研究院施總，艾邦高分子加工編輯
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裝飾薄膜之旅——模內(nèi)、模外、彩膜裝飾設(shè)計(jì)與工藝論壇
主辦方： 艾邦高分子 CMF設(shè)計(jì)軍團(tuán)
時(shí)間： 7月29日
地點(diǎn)： 深圳 觀瀾格蘭云天酒店 觀瀾大道 觀南路
會(huì)議日程：
7月28日：下午13:00~19:00簽到
7月29日：9:00~17:00 會(huì)議
7月30日：9：00~12:00企業(yè)參觀（待定）
主要議題：（待定）
|
序號(hào) |
主題 |
議題以及嘉賓 |
|
1 |
以CMF角度看模內(nèi)裝飾工藝 |
CMF設(shè)計(jì)軍團(tuán)創(chuàng)始人 黃明富 |
|
2 |
模內(nèi)裝飾在家電中的應(yīng)用 |
通達(dá)集團(tuán) 郭金峰 鄧香華 |
|
3 |
模外裝飾成型 |
豐新科技股份有限公司 總經(jīng)理 陳彥成 博士 |
|
4 |
IMD與OMD印刷工藝及其區(qū)別 |
愛元福 副總經(jīng)理 洪玉純 |
|
5 |
薄膜裝飾在手機(jī)及汽車的應(yīng)用 |
深圳華碩新材料應(yīng)用科技有限公司 黃彩薇 總經(jīng)理 |
|
6 |
模內(nèi)裝飾在手機(jī)中的應(yīng)用 |
擬邀請(qǐng)：東田轉(zhuǎn)印 陳松洲 |
|
7 |
模內(nèi)裝飾趨勢(shì) |
擬邀請(qǐng)：庫(kù)爾茲 |
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8 |
彩膜裝飾創(chuàng)新應(yīng)用 |
擬邀請(qǐng)河北鋼鐵、歐邦、拾比佰。 |
|
9 |
薄膜裝飾中的色彩管理 |
色彩顧問咨詢機(jī)構(gòu) |
|
10 |
模內(nèi)裝飾注塑工藝 |
待定 |
|
11 |
薄膜裝飾技術(shù)分享 |
擬邀請(qǐng)：科思創(chuàng) |
|
12 |
3D玻璃薄膜裝飾工藝 |
擬邀請(qǐng)華遠(yuǎn)/蘇大維格光電/伯恩/藍(lán)思/聚龍高科 |
|
13 |
模內(nèi)裝飾在汽車中的應(yīng)用 |
華翔、通領(lǐng)、佛吉亞 |
報(bào)名方式：
長(zhǎng)按二維碼直接報(bào)名
江先生：18666186648 王先生：18319055312 （微信同手機(jī)號(hào)碼）
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始發(fā)于微信公眾號(hào)：艾邦高分子